Ngobrol Ngalor Ngidul 0204

Ngobrol Ngalor Ngidul 0204

Sekadar mengingatkan kembali, di akhir edisi lalu penulis menjanjikan untuk mulai  edisi ini mengulas tentang ihwal pemendekan elemen antena dengan sub judul: Lahan  pas-pasan, siapa takut?

Tentunya semua mahfum bahwa kendala terbesar yang dihadapi rata-rata amatir yang mau bekerja di HF, apalagi di low-bandnya:160, 80 dan 40 m adalah keterbatasan lahan (di samping ketinggian atau posisi feed  point yang ideal), terutama bagi mereka yang tinggal di daerah perkotaan, yang terpaksa nrimo jadi penghuni kawasan real estat kelas BTN dan Perumnas dengan lahan yang tidak lebih dari 300 m2, apalagi mereka yang kurang beruntung mesti tinggal suksukan adu tembok dan pager sama tetangga!

Pada dasarnya ukuran (panjang) fisik semua jenis antena bisa dipendekkan TANPA harus  kehilangan ukuran dan karakteristik elektrikal-nya (misalnya secara elektrikal panjangnya tetap 1/2 lambda, walau pun secara fisik panjangnya tinggal 70% - 50%), asal kita tahu beberapa bahan pertimbangan yang kudu dicermati dalam melakukan proses pemendekan tersebut.

SECARA ELEKTRIS, agar ukuran/panjang sebuah antena tetap bisa dipertahankan (atau  dipulihkan), bila bagian yang terpotong atau terbuang dalam proses pemendekan sebuah antena dapat diganti dengan:

1. Memberikan LOADING COIL, berupa sebuah L atau kumparan (coil) dengan nilai  induktansi yang tetap (FIXED atau LUMP INDUCTANCE), dipasang di bagian pangkal/ bawah, di tengah atau di ujung elemen antena yang sudah dipendekkan (BASE, CENTER dan END atau TOP loading).

Cara inilah yang disebut sebagai inductive loading. Tambah jauh posisi coil dari pangkal elemen, RADIATION RESISTANCE-nya akan bertambah tinggi (matchingnya lebih mudah), tapi nilai induktansi (bilangan FH-nya) yang diperlukan juga tambah besar sehingga coil juga harus dibuat lebih besar (dengan resiko LOSSES-nya lebih besar ).

Pemasangan coil di ujung (atas atau luar) akan memberikan kinerja yang paling baik karena seluruh elemen antena akan bekerja (RADIATE), tetapi secara mekanis justru yang paling sukar dibikinnya karena kalau coilnya terlalu besar (dan berat) akan merusak titik keseimbangan keseluruhan struktur antena. Elemen akan
melengkung ke bawah (pada elemen horizontal) atau jadi gampang terjungkal atau doyong  pada antena vertikal. Untuk mengatasi masalah ini, biasanya end atau top loading akan dikombinasikan dengan pemakaian CAPACITIVE HAT (topi atau payung kapasitif) berupa disk (piringan) atau kerangka kawat yang ujung-ujungnya saling disambung atau pada antena vertikal berupa rentangan kawat yang sama panjang ke kiri-kanan (sehingga struktur antena kelihatan berbentuk seperti huruf T) - supaya ukuran coil- nya bisa
dikecilin ‘dikit. Capacitive Hat inilah contoh dari capacitive loading.

2 Memberikan rangkaian TRAP, yaitu tapis (FILTER) rangkaian kumparan L dan kapasitor C yang di-paralel (LC Parallel), dibuat resonan di frekuensi tertentu.

Trap dipakai pada antena yang dirancang untuk bekerja lebih dari satu band (misalnya rancangan Duo atau Tri Bander) dan dibuat sebagai rangkaian dengan faktor Q, sehingga bandwidthnya sempit sekali. Sifatnya sangat selektif untuk menapis baik dengan meloloskan frekuensi yang dikehendaki mau pun menghalangi frekuensi yang tidak diinginkan.
Pada antena tri-bander 20-15-10 m misalnya, sinyal 15 m yang mau lewat akan ketemu  trap 10 m dulu. Karena trap 10 m dibuat sebagai sirkit dengan LOW REACTANCE terhadap sinyal 15 m maka sinyal akan sekadar numpang lewat (BY PASSING) saja di situ, sampai berikutnya ketemu trap 15 m. Di sini trap berlaku sebagai tapis penghalang (BLOCKING filter) yang menghalangi sinyal untuk ‘nyelonong terus ke sisa bagian elemen yang bersama-sama keseluruhan struktur elemen akan berresonansi di 20 m. Dengan demikian
niatan untuk melewatkan sinyal 15 m ke ionosfer bisa kesampaian, walau pun secara fisik panjang antena tersebut TIDAK cocok dengan hasil hitungan (berdasarkan rumus) untuk resonan di 15 m. Secara elektrikal, ada sebagian elemen (sampai ketemu trap 15 m) yang memang dirancang dan ditala untuk resonan di band 15 m. Struktur antena yang secara fisik terlalu pendek untuk bisa resonan di 15 dan 20 m tersebut memang BISA dan mau dilewati BUKAN HANYA sinyal 15 m saja.

Yang mesti dicermati adalah, bagaimana pun bagus rancangannya, rangkaian trap selalu mengandung LOSS (introducing losses) dari komponen pembuat trap itu sendiri.‘Ngebikin trap mesti dilakukan dengan teliti (menurut petunjuk atau hasil perhitungan) dan dengan komponen terpilih untuk bisa menekan losses seminimal mungkin, jangan ASAL RESONAN saja.

3 Membuat bentuk HELICAL atau helicoid dengan cara melilitkan secara SPIRAL (seperti menggulung benang pada kelosnya) kawat email sepanjang sebatang pipa atau batang pejal (rod) yang bersifat non conductive (tidak menghantarkan listrik), seperti batang fiberglass, bambu joran pancing, pipa PVC dsb. Kawat yang dipakai (kawat enamel 0.4 - 12 mm) dihitung dengan panjang 2 (dua) kali dari panjang berdasarkan rumus, yang monggo kerso (suka-suka) boleh dililit rapat atau berspasi, asal konsisten (kalau mau rapat ya rapat terus, demikian juga kalau mau berspasi ya spasinya dijaga supaya teratur). Sesudah terlilit rapi, penalaan bisa dikerjakan dengan mengolor (untuk menurunkan frekuensi resonan) atau memotong beberapa lilitannya (untuk menaikkan frekuensi).

Pengalaman beberapa rekan menunjukkan bahwa hasil terbaik akan lebih mudah didapat kalau arah pelilitan dilakukan dengan melawan arah jarum jam (COUNTER CLOCKWISE winding).

Tambah pendek pipa atau batang yang dipakai sebagai bahan untuk dililit, tambah sempit pula bandwidth yang didapat. Pada rancangan dengan end atau top loading yang disebut di butir 1, usaha untuk memperlebar bandwidth bisa dilakukan dengan memberikan CAPACITIVE HAT yang dipasang di ujung atas atau luar antena.

Karena memberikan DISTRIBUSI ARUS YANG MERATA di seluruh kepanjangan elemen, rangkaian helical ini dianggap sebagai cara pemendekan elemen antena yang memberikan EFISIENSI KERJA TERBAIK dibandingkan kedua cara (yang semuanya pakai proses lilit-melilit) yang disebutkan terdahulu.

4 Memberikan LINEAR LOADING dengan menekuk atau melipat beberapa kali (lipatan dibuat searah bentangan elemen itu sendiri) sebagian dari elemen/kawat antena (seperti membuat sebuah loop dari bagian yang mau dipendekkan tersebut). Kalau elemen sudah kadung dipotong, ya bagian yang hilang digantikan dengan potongan- potongan kawat/tubing yang ditaruh berjajar dan dishort ujung-ujungnya

Penalaan dilakukan dengan memotong atau menyambung kawat atau elemen yg disambungkan di salah satu ujung Linear Loading device tersebut atau dengan mengubah jarak antarkonduktor loading device-nya.

Untuk antena low-band HF (160, 80, 40 m) banyak perancang dan perakit memilih Linear loading karena: a) low loss; b) TIDAK mengubah karakteristik antena; c) Q-factornya rendah sehingga bandwidthnya lebar (karenanya ukuran-ukuran TIDAK terlalu kritis untuk diikuti); d) pembuatannya paling mudah, tidak menuntut ketelitian dan presisi tinggi (dibanding dengan misalnya pada pembuatan trap).

Di literatur yang umum ditemui (ARRL atau RSGB Hand Book, Antena Handbook dll.) bahasan tentang Linear Loading agak susah dicari, paling-paling cuma diberikan contoh tanpa diberikan teori atau rumus yang melatarbelakanginya. Makanya di edisi BeON mendatang, penulis akan coba membahas linear loading secara lebih mendasar berdasarkan pengalaman empiris penulis dan beberapa rekan anak negeri yang pernah ereksperimen dengan Linear Loading.

Karena keterbatasan tempat, gambar atau rumus yang memperjelas blah-blah-blah di atas sebaiknya kita “jatah”kan saja untuk ulasan dan pembahasan di edisi mendatang. Dari uraian di atas, bisa kita simpulkan 10 butir bahan pertimbangan, kiat atau kaidah dasar antena mungil:

1. Bagian elemen yang dipendekkan bisa digantikan dengan pemakaian berjenis Loading  (inductive, capacitive, linear) atau trap;
2. Pemakaian loading coil dan trap selalu diikuti adanya losses sebagai sifat bawaan dari material yang dipakai sebagai bahan pembuatan coil;
3. Untuk mengurangi losses, usahakan membuat coil dari kawat sebesar (tapi sepraktis) mungkin dan dengan lilitan serenggang mungkin pula;
4. Tambah dekat peletakan loading coil ke posisi feed point, tambah berkurang efisiensi antena yang dibuat;
5. Kompromi terbaik bisa dihasilkan dengan kombinasi OFF CENTER inductive loading dan capacitive END loading;
6. Karena mesti dikerjakan dengan teliti dan presisi (untuk memperkecil losses), rangkaian trap adalah yang paling ribet pembuatannya;
7. LINEAR loading akan memberikan kinerja yang PALING MENDEKATI kinerja ukuran aslinya;
8. Dari pertimbangan pembagian arus yang merata sepanjang elemen bentuk HELICOID merupakan pilihan terbaik;
9. Tambah pendek ukuran antena (dibanding ukuran seharusnya) efisiensi, bandwidth dan kemampuan receving (sensitivity-nya) makin berkurang juga, sehingga…
10. Usahakan agar panjang fisik antena TIDAK KURANG dari 70% ukuran yang seharusnya. Dengan ukuran ini kinerja antena masih bisa dipertahankan untuk tidak terlalu melèncèng dibanding yang full-size punya.

Dari segi instalasinya, ada kaidah dasar lain yang walau pun sudah melewati perkembangan dari jaman-ke-jaman namun masih tetap diakui kebenarannya: buat antena Anda sepanjang mungkin dan posisikan feedpoint-nya setinggi mungkin.

Nah, tentunya hasil paling optimum yang bisa kita dapatkan adalah kompromi antara 10 + 1 kondisi yang di”kaidah”kan di atas, walau pun kaya’nya ada kontroversi atau hal yang ber”seberangan” antara yang 10 dan yang 1 itu, ‘ya khan? (lha wong yang 10 butircerita tentang pemendekkan, trus yang 1 kok justru bicara tentang yang serba panjang, serba tinggi yang justru menjadi kendala umum seperti disebut di awal bahasan. Tapi ya itulah, kata kunci adalah KOMPROMI dan bagaimana kita bisa OPTIMIZING apa pun yang bisa dinilalebihkan oleh keterbatasan yang ada).

So for now, just stay tuned, guys! 73 es CU